催化裂化油浆用作煤油共炼溶剂的流变性研究

为解决油煤浆输送过程中的沉积和阻力过大等问题,在常压低温条件下,分析了溶剂性质、煤颗粒粒度、催化剂和助催化剂、溶胀、剪切速率、煤浆浓度、配制时间和温度等条件对油煤浆黏度的影响规律。结果表明,在相同条件下,油煤浆黏度随溶剂黏度的增大而增大,随煤颗粒粒度的增加而减小,随催化剂和助催化剂的添加而增加,随煤浆浓度升高而增加。当油煤浆的浓度大于30%时,表观黏度随剪切速率的增大而降低,表现出剪切稀化。煤颗粒在溶剂中溶胀后,使得煤颗粒在煤浆中的体积浓度增大,黏度变大。温度对油煤浆黏度影响较大,黏度随温度的升高而降低,在常压低温条件下,黏度随温度变化呈现一定的定量关系。     

胜利褐煤油煤浆常压低温黏度变化研究

研究了常压低温条件下胜利褐煤油煤浆的黏度变化,重点分析了溶剂、温度、浓度以及煤粒度、溶胀和剪切速率、剪切时间对黏度的影响,并通过对实验数据的回归,建立了黏度变化的数学模型,实验结果表明,胜利褐煤油煤浆的黏度随溶剂黏度增加而增加,随煤粒度增加、剪切速率增大、剪切时间延长而降低;随煤油比增大呈指数递增型变化,方程为γ=γ0 A·exp(x/t),随温度增加呈指数递减型变化,方程为γ=γ0 A·exp(-x/t);常压低温条件下溶胀对胜利煤浆黏度变化影响较小.     

二元体系油煤浆常温常压流变特性的研究

配制油煤浆的溶剂为一种石油副产品和循环溶剂的掺混体,与传统的循环溶剂差异较大,研究了常温常压条件下各因素对这类油煤浆粘度的影响规律,分析了二元掺混体系溶剂的流变特性、剪切速率、温度以及溶胀对油煤浆粘度的影响规律。试验结果表明：油煤浆的粘度随溶剂粘度的增大而增大,温度对浆体的粘度影响较大,粘度随温度升高而降低,通过对试验数据的数学回归,建立了一定温度范围内粘度随温度变化的定量关系式。     

优化后的油煤浆常温常压流变特性的研究

油煤浆的黏度变化是煤直接液化工艺设计的重要参数之一.实验配制油煤浆的溶剂为催化裂化(FCC)油浆(或回炼油)与循环溶剂的掺混体,与传统的循环溶剂差异较大.研究了常温常压条件下各因素对这类油煤浆黏度的影响规律,得到油煤浆浓度为45%和50%条件下FCC油浆(或回炼油)掺混体系满足液化输送的配制条件.分析了FCC油浆(或回炼油)的掺混比、油煤浆浓度、温度对油煤浆黏度的影响规律,结果表明,煤浆的黏度随溶剂黏度的增大而增大,随油煤浆浓度增大而升高.温度对浆体的黏度影响较大,黏度随温度升高而降低,通过对实验数据的数学回归,建立了一定温度范围内黏度随温度变化的定量关系式.     

离子液体-煤浆体黏度的研究

离子液体作为一种新型的工业溶剂,尚未应用到煤化工领域.以离子液体--[Emim]BF4作为煤直接液化的溶剂,选用神华煤样和胜利煤样,在常压低温条件下,测定离子液体-煤浆体黏度,为离子液体中煤的液化作基础研究.结果表明,煤油比越小,煤浆体系初始黏度越低,且黏度随温度的升高而降低;在50 ℃～65 ℃之间煤浆黏度受溶胀的影响,发生明显的变化.     

胜利煤的溶胀行为及溶胀煤的特性分析

为了考察溶胀作用对液化油煤浆黏度变化的影响作用,参照煤直接液化工艺条件,在四氢萘(THN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、液化起始溶剂(STA)和液化循环溶剂(REC)等不同有机溶剂中对胜利煤进行了溶胀行为研究。采用扫描电镜、孔隙比表面积分析仪、红外光谱仪等手段,研究了不同条件下胜利溶胀煤的表面性质变化。结果表明,胜利煤在极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中的溶胀度要大于在非极性溶剂四氢萘、起始溶剂和循环溶剂中的溶胀度;随着温度的升高,胜利煤的溶胀速率增大。溶胀后的胜利煤呈松散的云状结构,煤的形貌发生了一定程度变化;溶胀煤的孔径增大,比表面积减小。     

高温高压下煤在溶剂中溶胀特性及动力学分析

根据溶胀测量原理,结合位移传感器,设计了一种可以在高温高压条件下测量煤样在溶剂中溶胀的装置.测量获得了不同颗粒粒度B3煤样在神华循环油中、N_2气氛下溶胀比随温度的变化曲线,同时考察了初始压力、气氛和煤阶对煤样高温溶胀特性的影响,并采用非等温溶胀动力学方程对溶胀数据进行拟合分析.结果表明,不同颗粒粒度B3煤样的溶胀比随温度的升高而增大,在300℃时达到最大溶胀比,随着温度的进一步升高,溶胀比减小,煤层高度开始降低.增大初始压力和H_2气氛下有利于煤样的溶胀.煤样在四氢萘中的溶胀比较在循环油中大.非等温溶胀动力学拟合分析表明,煤在溶剂中溶胀遵循简单级数反应机理函数,活化能在20kJ/mol~60kJ/mol之间.     

神华煤直接液化油煤浆常温流变特性研究

研究了常温放置不同时间神华煤直接液化油煤浆随存放时间、测定温度、剪切速率的不同流变特性的变化规律,并分析了可能的原因.结果表明,常温放置不同时间,在相同温度和相同剪切速率下,油煤浆的黏度与油煤浆常温放置时间关系不大;相同的存放时间和相同的剪切速率,油煤浆黏度随着温度的升高而下降;在相同的存放时间、相同的温度和不同剪切速率下,油煤浆黏度随着剪切速率的增加而升高.     

重油和煤沥青制备煤沥青油浆的过程研究

将自制的煤沥青粉添加到重油中制得浆体燃料煤沥青油浆,对成浆性和流变性的影响规律进行了研究.结果表明,在相同温度下,煤沥青油浆的表观黏度随煤沥青粉添加量的增加而增大,剪切速率相同时黏度随温度的升高而减小.添加不同质量分数制得的煤沥青油浆在同一剪切速率下的黏度随温度的升高而减小,且随温度的升高黏度减小趋势逐渐变小,当煤沥青粉添加量≤12%时,煤沥青粉添加量对煤沥青油浆的流变性影响较小.随着煤沥青粉添加量的增加,煤沥青油浆的低位发热量稍有下降,但降低幅度较小.     

煤直接液化中煤浆黏度变化研究进展

在煤直接液化中,煤浆黏度变化是一个十分重要的工艺性问题,至今尚未得到充分研究．在升温过程中,由于煤与循环油之间的相互作用,煤浆黏度会发生明显变化,甚至出现一至两次突变．对煤浆在高温高压下黏度变化研究方法,各种因素如温度、煤阶、催化剂、剪切速率和油煤比等的影响及有关机理以及预测黏度变化的模型等作了概述和讨论,对进一步开展这一方面的研究和煤直接液化技术的工业开发有一定参考价值．     

油煤浆黏温特性研究进展

煤直接液化技术是缓解石油供需矛盾、实现煤炭清洁高效利用的重要技术途径之一，油煤浆的黏温特性对其配制、输送、加压、预热及反应性能具有重要影响。本文从油煤浆黏温特性的变化规律、研究方法、变化机理、影响因素等方面的研究进展进行了综述。在升温过程中，油煤浆流变特性表现为非牛顿流体，具有剪切稀化特性；高温高压下黏度测定方法主要有4种；分析黏温特性变化机理：煤浆制备和升温阶段黏度变化主要由溶胀作用导致，高温阶段主要由煤裂解产生沥青质（尤其是前沥青烯）导致；从溶剂、煤的性质（煤阶、显微组分及粒径分布）、剪切速率、油煤浆浓度、催化剂和氢分压等方面分析了油煤浆黏温特性的影响因素。最后指出了未来油煤浆黏温特性的研究方向，为我国煤直接液化技术的进一步发展提供参考。     

中国直接液化油煤浆及液化残渣流变特性研究进展

在煤直接液化工艺中,油煤浆和液化残渣的流变特性参数是工艺设计的重要基础数据之一。本文总结了我国液化油煤浆在常压常温、常压升温和加压升温条件下流变特性的研究进展和相应的流变模型,介绍了溶剂的性质、煤在溶剂中的溶胀、煤的热溶产物或初始液化反应产物等对煤浆体系黏度变化的影响,对开展我国液化油煤浆和液化残渣的流变特性研究,具有一定的指导意义。     

煤直接液化工艺中煤浆黏温特性变化机理的研究进展

煤直接液化过程中煤浆黏度的变化严重影响设备的正常运行,油煤浆的黏温特性是煤直接液化工艺设计与开发的重要参数。对国外直接液化条件下油煤浆黏温性能变化机理的研究进行了综述,介绍了溶胀作用及沥青烯、前沥青烯等煤衍生物的非共价键作用等多种形成机理,并对进一步深入研究提出了几点看法。     

依兰煤油煤浆流变特性的初步研究

在常压和30-70℃的条件下,采用旋转式粘度计测定了依兰煤油煤浆体系的表观粘度,考察了油煤浆体系的表观粘度随溶剂种类、煤颗粒直径、煤浆浓度、温度以及剪切速率等因素的变化规律,建立了实验条件下煤浆体系的流变方程。结果表明：依兰煤油煤浆体系的流变特性符合幂定律模型。     

Kinetics of thermal liquefaction of coal

A model is presented for the kinetic study of the thermal liquefaction of Belle Ayr subbituminous and Burning Star bituminous coals with anthracene oil, hydrogenated anthracene oil and hydrogenated phenanthrene. All experiments were performed in a continuous-feed, stirred tank reactor, at a temperature of 450 °C and a space time of approximately 5 to 55 min. A kinetic model which includes a reaction: coal + oil→more reactive coal, correlates the data reasonably well. This reaction explains the net consumption of anthracene oil during the initial stages of liquefaction. Such a reaction may account for a portion of the swelling of coal at low space times and the sizable increase of viscosity of reaction slurry during these initial stages of liquefaction. It is also observed that the yield of oil increases when solvents of increasing hydrogen donor capacity are used.     

溶胀对神华煤结构及液化性能的影响

采用甲苯和吡啶对中国神华煤进行直接液化前的溶胀处理,通过对溶胀度及抽提率的测定、IR光谱分析、热重分析以及溶胀煤的直接液化实验,探讨了溶胀预处理对神华煤结构及液化性能的影响.结果表明:经溶胀预处理,煤的溶胀度、抽提率获得了显著提高,煤结构中的弱共价键断裂,进而改善了其液化性能并提高了煤的直接液化转化率和油气产率.     

煤直接液化性能的影响因素浅析

发展煤直接液化技术是我国缓解石油供需矛盾和保障能源安全的一个较好的战略选择,但影响煤直接液化性能的因素很多,对这些影响因素进行阐述分析是该技术进一步发展的关键。本文首先在反应原料方面,主要综述了煤的煤化程度、官能团、显微组分和无机矿物质,催化剂的种类、特点、作用、添加量和研究热点,溶剂的种类、作用和研究现状,反应气氛的种类和作用,并指出：煤化程度适中、镜质组含量较高、灰分较低的煤更适宜作为直接液化原料;煤粉担载的原位合成高分散铁基催化剂性能较好,并且经过了工业装置的验证;含有较多部分氢化稠环芳香烃的物料适宜作为煤直接液化溶剂;氢气提供活性氢的机理及其他廉价气体替代氢气气氛还需进一步研究。然后在工艺条件方面,主要分析讨论了反应温度、反应压力、煤浆浓度、进料空速和气液比高低的影响,认为需综合考虑较高的油收率和装置处理量及装置的平稳运行,选择适当的工艺条件。最后指出这些工作将为煤直接液化技术的完善提供一定的参考,我国的煤直接液化产业也将取得良好的发展前景。